声呐兵

声呐员如何“听”出目标的型号、航速、航向

频率分析，
水面舰艇、潜艇、反潜机的声呐员7x24小时都会做的事。

在声呐显控台上能看到LOFAR图（低频分析图），带有瀑布历史的频谱分析仪

声呐员需要把这些引擎频率线，柴油机，6缸柴油机气缸点火频率，间距，每个气缸每秒点火的次数

柴油机分3种基本类型：2冲程和4冲程引擎
4冲程柴油机气缸每次点火，曲柄轴转2圈，如果气缸每秒点火2次，那么曲柄轴每秒转4圈

现在声呐员需要把曲柄轴的转速和螺旋桨大轴的转速联系起来，他下一步要做的就是看甚低频段，从0Hz开始，到1Hz,2Hz,3Hz,4Hz,最终他会看到一条突出的不稳定的线，在本例中是10Hz。

这是相对于引擎频率线的大轴频率线，如果柴油机转速是4转/秒，而大轴转速是10转/秒，这个比率揭示了这台柴油机装在什么船上，船只的级别是由主机及引擎室配置决定的。这样就能识别船只的类型。

同一级别的船有一样东西是共通的，就是引擎和大轴转速比。我们可以通过声呐探测到的这2个值来识别本例中的船只，我们只需简单地算10除以4，这是识别目标的关键数据。
要知道该船只速度需知道 1.它有多重 2.它大轴的转速每分钟多少转才能让航速增加1节
同级别的船重量一样，引擎一样，螺旋桨一样，所以这个比值也是一样的。

首先，我们需要算出多少转/分钟，大轴转速600rpm
目标航速增加1节需要多少转速？本例中，我们假设它是40，声呐员一知道目标类型，就能知道这个值。
那么航速就是600除以40，等于15节，这是另一个关键信息，声呐员只需测量引擎线间距和大轴线就能算出来，这从LOFAR图上即可获得，只需要被动地去听就可以。

接下来声呐员需要寻找的信息是什么？船有交流电总线，为电灯和厨房里的咖啡机供电
交流电总线声，是一条非常稳定的直线，在本例中，假设它大约是51Hz，我们来看看谐波核实一下，100,150,200,250等，假设在我们的例子中要找第7次谐波351.25Hz（多普勒效应）,高频处测量精度比低频的要高，虽然这条频率线仍然有些模糊，但这条线我们可以精确测量到小数点后2位甚至更多

分析目标运动前，我们先把自身运动剔除掉，减去我们速度分量5节产生的0.5Hz偏移，目标航速15节，0.75Hz偏移。它的速度方向是多少才能产生的偏移？先去问宽带声呐员，目标在哪个方向走，我们知道目标在左舷，航速15节。（没看懂）

这些战术信息我们可以直接传输到武器上，发射出去追击目标，他们的船变成残骸只有一步之遥。

潜入瑞典水域的苏联潜艇 1982年10月的哈斯菲尔德事件

这是正常时候的水听器音频，
你们听到有节奏的搅拌声吗？那是近岸船只，可能是4桨叶的商船，在海岸边来回游荡。几分钟音量会增加，那是声呐员增加了水听器录音的音量。他对这个声音很感兴趣，但很快意识到这只不过是条沿海商船。

我们继续听第二段，这是柴油机，它的启动方式很特别，很像潜艇的柴油机，猛击一下，然后持续运转。这不一定是潜艇声音，但潜艇柴油机也是这样启动的，但这一段就不符合潜艇的特性，它只启动4秒钟，有金属瞬态噪声，它又启动了，又停下来了。

真实情况是有位渔民，开着他的柴油机渔船，在不同地方收浮标和鱼线，开着柴油机几秒钟，到下一个地点，收拾鱼线，启动柴油机，移动到下一个地点，扔点浮标，这是正常的捕鱼活动，正是这柴油机的启动声音，吸引了声呐员注意。这段录音反而降低了后面录音的可信性。

下一段，我想要你们听的是这种有节奏的搅拌声，这就是运行中的柴油机，是一种小柴油机，我听起来像是6缸的。没有DEMON界面，我也无法确定。是非常典型的渔船小引擎，负载不重，听起来只是带动一个小小的三桨叶螺旋桨，让这条小船从A点移动到B点。

这段结合之前那段，我认为这只是一艘拖网渔船。但对于1982年的声呐员来说，就是疑似潜艇，然后他叫海岸警卫队派直升机来，这就是海底声呐听到的直升机声音，声音非常大，直升机刚好飞过水听器上方。他们沿着水听器阵来回飞，寻找柴电潜艇，但直升机驾驶员看到了渔船，但他们错误地把渔船引擎识别成潜艇的柴油机，然后他们还把这段录音作为证据寄给莫斯科。不幸的是，这种识别错误让接下来要发生的事可信度大打折扣。

确实有潜艇的声音，仔细听瞬态噪音。这是机械阀，或类似的机械，被单手操作的声音。仔细听“嘭”的声音，这是阀门、舱门、盖子、遮盖物之类的设备关闭的声音。根本不是海洋生物，也不在水面上，因为声音非常特别，有东西在发出金属瞬态噪声，被这5组水听器阵列捕捉到。

下面来听听这段，仔细听搅拌声，有艘小船。在结尾能听到很明显的声音，那是桨尖空泡，只可能来自一种东西，那就是水中的螺旋桨。我说的不是水面船只的螺旋桨，是深海高压力处的螺旋桨空泡，桨尖空泡是空泡的开端，所以这艘潜艇在当前深度，在不进入完全空泡状态下，尽可能地高速航行。它在规避某种东西，这东西就是水雷场，以及头顶的直升机，它不知道有海底水听器，它也无从得知。它意识到，自己来到的地方，只能掉头才能出去，潜艇艇长机智地意识到，这里形式很严峻，他正在进入一个陷阱，实际情况是U型布置的水雷场。

我再播一遍桨尖空泡，不要听高频的部分，那只是小船的引擎发出的噪声，你要听的是低频的chirp声音。这就是潜艇。只能确定是一艘在规避反潜直升机的潜艇。从历史角度来看，这件事对苏联来说有争议，因为一开始声呐员识别错误。

潜艇发射鱼雷的声音

鱼雷的声音从发射它的潜艇到逐渐减弱，这是潜射鱼雷，我们今天从不同部分来分析一下，当艇长说发射1号鱼雷管之后会发生什么。

这是发射鱼雷的第一部分，当你发射鱼雷，你要用发射泵把鱼雷推出去，你在这里看到的噪音，就是发射泵启动，迫使鱼雷引擎加速，所以这里有一条引擎声音的线，这是引擎的启动器，推动鱼雷出管的那股力量使它启动，然后引擎在2秒钟就启动了。

引擎的活塞在启动器的作用下被迫进行往复运动，第2秒的时候引擎点火启动，开始自主运行。

这是个引擎窄带信号的绝佳例子，光标所指处是引擎活塞每秒75次点火，谐波，二次谐波，四次谐波 75 150 300Hz这几个谐波都和引擎里活塞的点火次数有关。因为4个活塞有4个不同的谐波，我们可以知道这是个4缸的引擎，在300Hz上共鸣。

仔细看2条白色线，为什么会有2条线在大约3000Hz的地方，因为这条鱼雷有2个螺旋桨，它们是串联在一起，共轴对转螺旋桨，避免鱼雷失控旋转，一个顺时针，一种逆时针。频率2200Hz，这是桨叶相对比率。对于声呐员，我们要找到引擎点火速率，气缸点火速率和桨叶相对比率之间的关系。它们之间有某种比例关系，可以告诉你是何种鱼雷。我们已经知道它是热动力的，因为有气缸而不是电池，我们知道引擎转的有多快，点火频率75次乘以60秒，得到转速4500转/分钟。就是这种引擎的转速，我们知道桨叶相对比率大约是3000Hz，我们可以把气缸点火速率和桨叶相对比率比较，得到减速比，这表明了鱼雷里非常重要的传动装置类型，能告诉我们具体是哪种鱼雷，声呐员都要记住这些比率，在显控台上看到这种数据时，他们能很快识别出鱼雷的型号，鱼雷的性能是和型号密切相关的：功能、如果启用主动声呐导引头会发出什么频率的信号，以及这种鱼雷能跑多快。

音频的前11秒，最后的撞击声，是鱼雷管外舱盖，发射完鱼雷之后关闭的声音。关闭之后才能排水和重新装填。这告诉我们这不是线导鱼雷。在第5秒，有一种低频的轰鸣，这是发射泵自复位的声音，这段一开始，发射泵活塞就已经运动到最前面了，迫使大量水涌入鱼雷管后部，然后把水挤出鱼雷管前面，同样也把鱼雷管里的东西推出。鱼雷发射就是被水推出去的。把水推进鱼雷管的发射泵是要复位的，在本例中，发射泵用了5秒复位，这告诉了我们这是哪种发射泵，也间接告诉我们声呐员这是哪种潜艇。不同信号的潜艇有不同的鱼雷发射系统，因为我们知道发射泵复位用了多少秒，我们知道谁发射了鱼雷，同样的，我们通过计算桨叶相对比率、引擎点火速率、气缸点火速率的减速比，知道发射的是什么信号的鱼雷。

鱼雷继续航行，鱼雷在4500转/分钟的转速下运行。远离本艇声呐，声音变得越来越安静，在奔向目标的同时，声音渐渐减弱，在声呐系统中渐渐淡出，现在是第35秒了，这是实弹鱼雷在目标处爆炸的声音，时间为35、37.5秒，这是目标解体，碎片四散落入水中的声音。你应该意识到到第35秒，鱼雷有多安静。想象一下，如果身处另一边，对于目标来说，声音是渐强而不是减弱，声呐员只有不足35秒时间来意识到快要被鱼雷命中了，如果声呐员在高接触密度的环境下，一直有新接触出现、旧接触消失，他必须在一堆接触中快速识别出鱼雷。这样他才能告知指挥官鱼雷来袭，大约只有30秒时间来规避，这就是为什么干扰弹要时刻准备发射。操艇的艇员必须时刻准备规避鱼雷，指挥官不允许在战术态势上分心。最重要的是，如果声呐员不专心，无法推测出有武器来袭，也没意识到鱼雷命中只有不到1分钟时间，以上这些都是空谈。

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